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電子產(chǎn)品出廠前老化條件怎么確定？
閱讀：2564 發(fā)布時(shí)間：2020-5-4一千個(gè)人有一千個(gè)哈姆雷特，十個(gè)人有十個(gè)老化方法，不過(guò)互相誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí)，甚至也沒(méi)人能說(shuō)服的了自己。我們就從原理上細(xì)細(xì)剖析下老化方法的確定方法。
首先出廠前高溫老化的目的是什么？*，電子器件的失效率特性曲線是浴盆曲線（圖1），這個(gè)規(guī)律的出處就不必深究了（想追究的另議，）總之是有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)支撐的。老化的目的就是將產(chǎn)品的早期失效期在工廠里通過(guò)加速老化的方式熬過(guò)去。這就是老化的目的。
圖1
這里面有幾個(gè)問(wèn)題：
第1，老化溫度T怎么選？
既然是加速老化，自然就是希望節(jié)省時(shí)間快，常規(guī)條件自然快不起來(lái)，因此T>Tamax（設(shè)備高溫工作環(huán)境溫度），注意這里的環(huán)境是小環(huán)境，不是大環(huán)境，比如設(shè)備環(huán)境溫度上限50℃，但設(shè)備中的板卡的內(nèi)部環(huán)境極可能會(huì)比50℃要高。要以老化對(duì)象的小環(huán)境溫度為T(mén)amax為準(zhǔn)。T ≤ Tamax都不算是老化，充其量叫高溫運(yùn)行試驗(yàn)。
但是比Tamax高多少呢？推薦兩種辦法：
將板卡上所有器件的Tmax都列出來(lái)，然后找出小的那個(gè)，即（Tmax）min值，相當(dāng)于是男籃中矮的那個(gè)找出來(lái)。然后在【Tamax，（Tmax）min】之間找一個(gè)數(shù)值。
還有一種方法是T=Tamax+（15-25℃），而且T <（Tmax）min。
以上兩種方法里選出的老化溫度T，推薦優(yōu)選30、40、55、70、85、100、125、155、175、200℃，《GB2423.2電工電子產(chǎn)品墓本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程 試驗(yàn)B:高溫試驗(yàn)方法》上建議的。
但為什么這里不做老化溫度的硬性規(guī)定呢？因?yàn)闇囟群屠匣瘯r(shí)間聯(lián)合作用的，溫度高了，老化時(shí)間可以短點(diǎn)兒，反正后滿足早期失效期被熬過(guò)去了就算ok。
不過(guò)有種特殊情況，萬(wàn)一有個(gè)別器件，比如化學(xué)傳感器，電解電容等，剛剛好器件的Tmax=Tamax（高環(huán)境溫度），這時(shí)候，老化T怎么選都不可能高于Tamax，高了器件會(huì)壞，怎么辦？這時(shí)候可以把該器件拆下來(lái)只對(duì)其它器件做老化，萬(wàn)一拆不下來(lái)怎么辦？我也沒(méi)辦法，涼拌。就高溫運(yùn)行運(yùn)行算了唄。
第2，老化時(shí)間怎么選？
一般規(guī)律性的選取是24h、36h、48h、72h、96h，jun品里168h、200h的我也見(jiàn)過(guò)，但貌似他們這么干的人也沒(méi)講出個(gè)為什么這么干的道道兒來(lái)。建議推薦隨便選一個(gè)適合企業(yè)實(shí)際的時(shí)間先，比如24h。沒(méi)別的理由，僅僅是因?yàn)榫邆淇刹僮餍裕瑘?chǎng)地、設(shè)備、成本、工期能滿足條件而已。不過(guò)事情當(dāng)然沒(méi)這么簡(jiǎn)單，溫度和時(shí)間到底合適不合適，要看下一步的判據(jù)才是決定性的。
第3，老化條件是否符合要求的判定方法？
初步的老化條件確定后，就先干起來(lái)，然后通過(guò)追蹤報(bào)修數(shù)據(jù)，通過(guò)反饋機(jī)制確定老化條件是否合適。做統(tǒng)計(jì)分布圖，統(tǒng)計(jì)圖的橫軸為天數(shù)（裝機(jī)調(diào)試成功為第0天，故障發(fā)生的時(shí)間距離第0天的時(shí)間間隔天數(shù)，或者以week為單位會(huì)更好）。
統(tǒng)計(jì)出來(lái)的結(jié)果可能會(huì)是兩種，圖2和圖3。
圖2
圖2中，T0階段其實(shí)跟產(chǎn)品自身沒(méi)什么關(guān)系，主要是用戶習(xí)慣的影響，畢竟不是每個(gè)用戶都跟冠病毒疫情中的醫(yī)院一樣，呼吸機(jī)一到立刻就會(huì)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)用上，大多會(huì)有一個(gè)逐漸使用，逐漸加大運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷的過(guò)程，所以其故障的激發(fā)也會(huì)有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，這一段不必太在意，但隨后的一段時(shí)間后，如果形成了先上升再下降后趨于平坦的規(guī)律，則說(shuō)明老化條件不夠，出廠的產(chǎn)品還處于早期失效期就出廠了，需要提高老化溫度或延長(zhǎng)老化時(shí)間，繼續(xù)觀察這個(gè)數(shù)據(jù)，終達(dá)到圖3的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，這個(gè)老化條件就算ok了。
圖3
不過(guò)注意一種情況，如果第1次統(tǒng)計(jì)時(shí)就出現(xiàn)了圖3的分布規(guī)律，那有可能那有可能老化過(guò)度了，還需要注意降低老化條件，指導(dǎo)在圖2中T0時(shí)刻的尖峰處于有又近乎于無(wú)的狀態(tài)為佳。不過(guò)這種情況不必糾結(jié)，就算過(guò)度老化了，也不過(guò)是消耗一點(diǎn)生命而已，產(chǎn)品更新?lián)Q代很快的行業(yè)不必多慮，但是對(duì)長(zhǎng)期壽命要求高的行業(yè)就得多注意了。
第四，機(jī)械和軟件部分要不要一起老化？
不需要。
因?yàn)闄C(jī)械的失效率曲線是對(duì)勾曲線，老化過(guò)程會(huì)有損傷且累積性效應(yīng)，老化的每一步都是在消耗機(jī)械結(jié)構(gòu)的生命，這是不允許的。
軟件根本就沒(méi)有生命力周期的問(wèn)題，變暖也沒(méi)見(jiàn)老子的《道德經(jīng)》思想變質(zhì)阿。所以軟件不必老化。
但是，畢竟老化是模擬硬件的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，如果沒(méi)有了機(jī)械和軟件的配合，他就是一個(gè)行尸走肉般的東西，不是真正的早期失效期的實(shí)際運(yùn)行工況狀態(tài)，電子部分老化的又不充分，因此，機(jī)械和軟件還是要參與老化的，只不過(guò)，機(jī)械的要用專(zhuān)門(mén)的老化工裝結(jié)構(gòu)，只做老化不對(duì)外銷(xiāo)售。軟件沒(méi)有壽命問(wèn)題，就無(wú)所謂了。
補(bǔ)充問(wèn)題：
浴盆曲線的主要針對(duì)對(duì)象是電子器件，但現(xiàn)如今的器件廠家，為了保證質(zhì)量，出廠前都做過(guò)了老化篩選，也就是說(shuō)早期失效期的問(wèn)題在器件身上已經(jīng)不突出了，這也是為什么現(xiàn)如今很多整機(jī)廠老化半天不怎么出問(wèn)題的原因。那是不是就可以省掉老化環(huán)節(jié)呢？
器件是可能沒(méi)問(wèn)題了，注意只是可能哈，到底是不是所有的器件廠家都做過(guò)出廠前的老化篩選我也不打包票。可焊接和裝配工藝難道沒(méi)有隱患嗎？虛焊就是典型的一種。因此，在一些特殊行業(yè)里，不做針對(duì)器件的高溫老化了，但加強(qiáng)了針對(duì)電子工藝的老化篩選，典型的惡應(yīng)力是“隨機(jī)掃頻振動(dòng) + 溫度沖擊循環(huán)”，專(zhuān)門(mén)針對(duì)焊接工藝的，至于它的機(jī)理，不屬于高溫老化的內(nèi)容，暫不展開(kāi)了。想解決這個(gè)問(wèn)題，可參考GJB /Z 1032。
以上就是高溫老化的原理性方法，這是符合嚴(yán)謹(jǐn)理論的方法了，但操作起來(lái)怎么做，大家各自想轍去吧。裝模作樣的造點(diǎn)假數(shù)據(jù)，用點(diǎn)曲線蒙混審查人員，應(yīng)該是夠了，反正肯下功夫把這事兒整明白的人也不多。